首先,这两个方程,以找到两个平行表面相交的曲线。通过消去z与,我们得到:
2-X 2 = X 2 2 Y 2
即
×2 + Y 2 = 1
因此,该曲线是一个半径的圆柱形表面。所以x和集成y的限制,很容易找到:X 2 + Y 2 = 1
要查找的Z积分限,我们只需要知道其中两个表面之上,这是低于。因为封装在气缸内的容积,所以要求使x 2 + Y 2 ×2 2 Y 2,即Z = 2×2在上面的,Z =×2 2以下的Y 2。
根据上面的讨论,我们可以写出体积积分:
ν=∫∫∫DXDY _(×2 +2 Y 2)^(2×2)DZ 在这里,我的符号_(×2 +2 Y 2)为了表达对低积分,^(2×2)限制Z积分表达式。 (请记住整合XY限制的圆形×2 + Y 2 = 1。)
积分用于z容易:
∫_(×2 +2 Y 2)^(2×2 )DZ =(2×2) - (×2 +2 Y 2)= 2-2X 2-2Y 2
剩下的就是对双点在xy。
ν=∫∫(2-2X 2-2Y 2)DXDY
这个积分在极坐标系中最容易做的。为极坐标,X 2 + Y 2 = R 2,DXDY =rdrdφ。为r的信用额度从0到1,φ从0到2π。
ν=∫∫(2-2X 2-2Y 2)DXDY =∫_0 ^ 1(2-2R 2)RDR∫_0 ^(2π)的dφ
两点各:
BR />∫_0 ^(2π)的dφ=2π
∫_0 ^ 1(2-2R 2)RDR = R 2 - (1/2)R ^ 4 | _0 ^ 1 = 1/2
> V =(1/2)2π=π
所以体积为π。
消去z,(x^2+y^2)^2=2-(x^2+y^2), (x^2+y^2)^2+(x^2+y^2)-2=0,
{(x^2+y^2)-1][(x^2+y^2)+2]=0, 后者大于零,则
x^2+y^2=1, 即为积分区域D。
S1=∫∫
=∫<0,2π>dt∫<0,1>√(1+4r^2)rdr = (π/4)∫<0,1>√(1+4r^2)d(1+4r^2)
=(π/6)(5√5-1);
S2=∫∫
=∫∫
=√2∫∫
=√2∫<0,2π>dt∫<0,1>1/√(2-r^2)rdr
= -π√2∫<0,1>1/√(2-r^2)d(2-r^2)=(4-2√2)π.
所求 S = S1+S2 = (π/6)(5√5-1)+(4-2√2)π.